• ISSN 1001-1455  CN 51-1148/O3
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激波诱导火焰变形、混合和燃烧的数值研究
朱跃进, 董刚, 刘怡昕, 范宝春, 蒋华
2013, 33(4): 430-437. doi: 10.11883/1001-1455(2013)04-0430-08
为了深入研究激波诱导的火焰变形以及由此带来的混合和燃烧变化特性,采用带单步化学反应的Navier-Stokes方程和高网格分辨率,对平面入射激波及其反射激波诱导球形火焰变形的现象进行了二维数值研究,计算结果与实验结果较好吻合。研究结果显示,在反射激波作用前,火焰的变形和皱褶主要受入射激波诱导等物理过程影响;而在反射激波与失稳火焰作用后,燃烧放热率、火焰有效面积和界面长度均迅速增加,控制火焰变形的机制逐渐向化学反应(燃烧)过程过渡;在失稳火焰发展的后期,增强的燃烧过程能够削弱火焰界面的皱褶,进而抑制未燃气和可燃气的混合。由此可以得出结论,激波诱导的火焰界面通过变形可促进界面两侧未燃气与可燃气的混合,进而强化燃烧过程,但燃烧的增强却反过来能抑制混合;认识两者之间的关系有助于利用或控制激波火焰相互作用过程。
关键词: 爆炸力学, 火焰变形, 带单步化学反应的Navier-Stokes方程, 激波, 燃烧, 混合
激波冲击火焰的涡量特性研究
朱跃进, 董刚
2015, 35(6): 839-845. doi: 10.11883/1001-1455(2015)06-0839-07
激波冲击火焰的现象涉及一系列复杂的物理化学过程,其中涡量的生成与演化对控制火焰发展起重要作用。为系统分析激波冲击火焰过程中的涡量特性,采用二维带化学反应的Navier-Stokes方程对平面入射激波及其反射激波与球形火焰作用的现象进行了数值研究,通过引入并行计算达到高网格分辨率的要求。计算结果表明,斜压项对火焰区内涡量生成起主导作用,压缩项和耗散项在火焰膨胀阶段抑制涡量生成,此外,火焰在激波压缩阶段主要受物理过程而非化学反应过程影响。
关键词: 爆炸力学, 涡量, Navier-Stokes方程, 火焰, 激波, 斜压项